On lui attribue un rôle fondateur dans l’histoire de la physiologie. Né à Naples [1], Giovanni Alfonso Borelli est le fils d’un soldat espagnol, Miguel Alonso, et d’une Italienne, Laura Porello dite aussi Porelli ou Borelli.
Il aurait étudié à Rome les mathématiques avec Benedetto Castelli. Il enseigne les mathématiques à l’université de Messine [2] à partir de 1635. Il est chargé par le sénat de Messine de recruter d’éminents professeurs. Il va à Naples, Rome, Florence [3], Bologne [4], Venise [5] et Padoue [6] pour rencontrer les savants de ces universités, dont Galileo Galilei à Florence vers 1640.
Vers 1650 il s’intéresse à la digestion, notamment chez les animaux à gésier. En observant les poules il découvre que les cailloux qu’elles ingèrent en même temps que les graines leur permettent de broyer ces dernières. Par l’expérience, il prouve que le gésier de ces animaux est capable de broyer des billes de verre. Ces observations et expériences sont la base de sa théorie selon laquelle la digestion est avant tout un phénomène mécanique de trituration.
En 1656, il obtient la chaire de mathématiques à l’université de Pise [7]. C’est là qu’il rencontre l’anatomiste Marcello Malpighi . Il fonde “l’Accademia degli investigandi” qui traite de médecine, de physiologie, de mathématiques et de physique. C’est à Pise que Borelli, poussé par les études de Malpighi, commence les premières recherches scientifiques sur le mouvement animal.
Il s’intéresse à l’astronomie et installe en 1665 un observatoire astronomique à San Miniato [8]. Il pressent que la trajectoire circulaire des planètes est due à la combinaison d’une force centrifuge et d’une force centripète mais rejette la notion d’attraction.
Il retourne à Messine en 1668, mais quitte de nouveau cette ville en 1674, à la suite d’un incident politique, pour se retirer à Rome, dans la maison des clercs réguliers [9] de l’église Saint Pantaléon [10]. Il y vit comme un religieux, tout en écrivant un grand ouvrage médical, “De motu animalium”, sur ses travaux effectués à Pise. Dans cet ouvrage, publié après sa mort, il tente d’expliquer les mouvements du corps des animaux grâce à des principes de mécanique.
Il étudie ainsi la marche des quadrupèdes, le vol des oiseaux et la nage des poissons, décomposant les mouvements en une série de modèles géométriques pour y appliquer les lois de la statique.
Il classe les muscles selon leur disposition des fibres : orbiculaires, prismatiques, penniformes, radiaux et sphinctériens. Il distingue en les réunissant les muscles d’action opposés (agonistes et antagonistes), et définit les positions de repos comme des tensions intermédiaires entre muscles opposés.
Dans la deuxième partie de l’ouvrage, il traite des mouvements et de l’action des principaux organes. Il compare la mécanique respiratoire à une horloge munie d’un pendule. Les particules d’air qui entrent dans le sang agissent comme des petites machines à oscillations qui transmettent mouvement et régularité aux phénomènes vitaux. Il découvre le rôle actif des muscles intercostaux au cours de l’inspiration.
Il avait exprimé dès 1666 l’idée de la gravitation universelle, démontrée une vingtaine d’années après par Isaac Newton.
Borelli est aussi considéré comme le premier homme à avoir imaginé le premier appareil de respiration sous marin autonome en 1679. Il est à ce titre considéré comme le premier inventeur du scaphandre. Le gaz expiré était dilué dans l’eau. Le casque était fermé par une vitre en verre de 0.6 m de diamètre. Cet appareil n’a jamais été testé
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